W9Mo3Cr4V高速钢激光回火的研究.docVIP

W9Mo3Cr4V高速钢激光回火的研究 刘宗茂　毛　磊　胡建文　孙世清　王万祥 　　摘　要　用正交试验优选出W9Mo3Cr4V高速钢最佳激光回火工艺参数。研究表明：高速钢的激光淬火硬度和二次硬化峰显著高于常规淬火者，而激光回火的二次硬化值可以达到常规回火的二次硬化值。　　关键词　W9Mo3Cr4V高速钢　激光回火　硬度 A Study on Laser-Tempering of High Speed Steel W9Mo3Cr4V Liu Zongmao, Mao Lei, Hu Jianwen, Sun Shiqing and Wang Wanxiang(Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050054) 　　Abstract　The optimized parameters for laser-tempering process of high speed steel W9Mo3Cr4V were obtained by orthogonal test. The test results show that the laser quenching hardness and the secondary hardening peak of high speed steel are remarkably higher than that of conventional quenching, and the secondary hardening value of steel by laser-tempering is up to that by conventional tempering.　　Material Index　High Speed Steel W9Mo3Cr4V, Laser-Tempering, Hardness 　　激光热处理已成功地应用于高速钢刃具，如W18Cr4V钢的激光表面淬火，W9Mo3Cr4V钢的激光淬火等。而激光回火则是一个崭新的课题，利用激光加热回火，其回火过程是在一个超高速加热中瞬间进行的。我们从高速钢的激光淬火过程中得到启示：可以利用多次激光加热对高速钢的淬火马氏体和残余奥氏体实现快速回火，并造成二次硬化。为保证工艺的稳定性和可靠性，激光回火的关键是优选最佳工艺参数。为此我们对W9Mo3Cr4V高速钢采用正交试验法来优选工艺参数。 1　试验材料、设备及试验方法 1.1　试验材料与试验设备　　试样采用退火态的W9Mo3Cr4V钢，尺寸为30 mm×36 mm×1.8 mm，且表面经过黑化处理。　　激光设备采用JL6A型横流连续CO2激光器，激光波长10.6 μm，光束为多模，实用功率1 kW，并配有无级调速淬火机床，JGLF-1型CO2微功率监测反馈器和JGW-84-1型CO2激光功率模式显示仪。　　用71型显微硬度计测定激光淬火与回火硬度，载荷200 gf,记作HV。1.2　试验方法　　首先采用正交试验方法优选出W9Mo3Cr4V钢的激光淬火最佳工艺参数为能量密度ω=2 000 J/cm2，功率密度ρ=5 500 W/cm2,淬火次数n=2次，对试样进行激光淬火。然后仍按正交试验方法制定激光回火因素水平表，见表1。鉴于高速钢的典型回火工艺是560 ℃×1 h×3次回火，回火温度不足淬火温度之半，因此能量密度和功率密度的取值也要略低于淬火工艺之半。再选用L4(23)正交表安排正交试验方案，并将ω和ρ换算成可操作的工艺参数，激光束总功率P和扫描速度V，如表2所示。 表1　激光回火因素水平表Table 1　Level table of laser-tempering factors 水 平 因 素 ω /J.cm-2 ρ/W.cm-2 n/次 1 800 2 500 3 2 1 000 2 000 4 表2　W9Mo3Cr4V钢激光回火正交试验Table 2　Orthogonal test of laser-tempering for steel W9Mo3Cr4V 试验号 因 素 回火硬度/HV ω/J.cm-2 V/mm.s-1 ρ/W.cm-2 P/W n/次 1 800 15.6 2 500 490 3 882 2 800 12.5 2 000 390 4 926 3 1 000 12.5 2 500 490 4 1 010 4 1 000 10.0 2 000 390 3 945 K1K2 904978 　 946936 　 914968 　 R 74 　 10 　 54 　 　 　　其中 　　式中d为激光束在试样表面的光斑直